07-多进程程序设计

    xiaoxiao2021-04-13  30

    一创建进程fork 和 vfork二 结束进程exit三等待进程wait和waitpid四程序执行exec族

    forkwait exitexeclvforkwaitpidreturnsystem

    一、创建进程—fork 和 vfork

    fork:创建进程;vfork:创建进程;函数功能:创建一个子进程;创建一个子进程;函数原型:pid_t fork(void);pid_t vfork(void);函数头文件:《unistd.h》《unistd.h》函数返回值:

    成功:在父进程中返回子进程PID;

               在子进程中返回的是0;

    失败:返回-1;

    成功:在父进程中返回子进程PID;

               在子进程中返回的是0;

    失败:返回-1;

    函数参数:无参;无参;不同:父进程调用完fork成功以后创建一个子进程,而且这个子进程会拷贝一份父进程的数据空间,堆和栈空间。并且父子进程的内存空间是1、完全独立的,并不共享2、父进程和子进程谁先执行是不确定的。父进程调用完vfork后同样创建一个子进程,但是不同之处在于,1、子进程会先运行,在遇到exec或exit之后父进程才能运行(也就是说子进程结束以后父进程才能运行),子进程没有拷贝一份父进程的地址空间,而是2、在父进程的地址空间中运行。 例子: main(){ pid_t pid ; int count = 0 ; pid = fork() ; //pid = vfork() ,替换这里,试试这个代码的区别 count++ ; printf("%d",count) ; }

    二、 结束进程—exit

    exit:结束进程;return:结束进程;函数功能:结束一个进程;结束一个进程;函数原型:void exit( int status ) ;空函数头文件:《unistd.h》空函数返回值:无返回值;无返回值;函数参数:0:表示正常退出;0:表示正常退出;不同:与return的区别: 1、在main函数中实行return。(return之后把控制权交给调用函数); 3、调用exit()或者_exit();(exit()之后把控制权交给系统); 3、return 只能在父进程中使用; 4、等待进程—wait和waitpid

    三、等待进程wait和waitpid

    wait:等待进程;waitpid:等待进程;函数功能:挂起调用它的进程,直到其子进程结束;空;函数原型:int wait( int *status ) ;pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);函数头文件:《sys/types.h》《sys/wait.h》《sys/types.h》《sys/wait.h》函数返回值:成功:返回终止的那个子进程的id;

    失败:返回-1;

    waitpid的返回值比wait稍微复杂一些,一共有3种情况:  

    ● 当正常返回的时候,waitpid返回收集到的子进程的进程ID;

    ● 如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0;  

    ● 如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在;当pid所指示的子进程不存在,或此进程存在,但不是调用进程的子进程,waitpid就会出错返回,这时errno被设置为ECHILD.。

    函数参数:用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,(事实上绝大多数情况下,我们都会这样想),我们就可以设定这个参数为NULL,就象下面这样:pid = wait(NULL);pid:从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出,这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时,在这里有不同的意义。pid>0时,只等待进程ID等于pid的子进程,不管其它已经有多少子进程运行结束退出了,只要指定的子进程还没有结束,waitpid就会一直等下去。pid=-1时,等待任何一个子进程退出,没有任何限制,此时waitpid和wait的作用一模一样。pid=0时,等待同一个进程组中的任何子进程,如果子进程已经加入了别的进程组,waitpid不会对它做任何理睬。pid《-1时,等待一个指定进程组中的任何子进程,这个进程组的ID等于pid的绝对值。options: options提供了一些额外的选项来控制waitpid,目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项,这是两个常数,可以用”|”运算符把它们连接起来使用;比如:ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED); 如果我们不想使用它们,也可以把options设为0,如: ret=waitpid(-1,NULL,0);如果使用了WNOHANG参数调用waitpid,即使没有子进程退出,它也会立即返回,不会像wait那样永远等下去。而WUNTRACED参数,由于涉及到一些跟踪调试方面的知识,加之极少用到,这里就不多费笔墨了,有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。 看到这里,聪明的读者可能已经看出端倪了–wait不就是经过包装的waitpid吗?  说明:进程一旦调用了wait,就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止。从本质上讲,系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的,但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options,从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。

    两个函数都返回两个值:函数的返回值和终止的子进程ID,而子进程终止的状态则是通过status指针返回的。 wait&waitpid 的区别是显而易见的,wait等待第一个终止的子进程,而waitpid则可以指定等待特定的子进程。 这的区别可能会在下面这种情况时表现得更加明显: 当同时有5个客户连上服务器,也就是说有五个子进程分别对应了5个客户,此时,五个客户几乎在同时请求终止,这样一来,几乎同时,五个FIN发向服务器,同样的,五个SIGCHLD信号到达服务器,然而,UNIX的信号往往是不会排队的,显然这样一来,信号处理函数将只会执行一次,残留剩余四个子进程作为僵尸进程驻留在内核空间。此时,正确的解决办法是利用waitpid(-1, &stat, WNOHANG)防止留下僵尸进程。 其中的pid为-1表明等待任一个子进程,而WNOHANG选择项通知内核在没有已终止进程项时不要阻塞。

    wait&waitpid 区别 :

    waitpid提供了wait函数不能实现的3个功能: 1.waitpid等待特定的子进程, 而wait则返回任一终止状态的子进程; 2.waitpid提供了一个wait的非阻塞版本; 3.waitpid支持作业控制(以WUNTRACED选项). 用于检查wait和waitpid两个函数返回终止状态的宏: 这两个函数返回的子进程状态都保存在status指针中, 用以下3个宏可以检查该状态: WIFEXITED(status): 若为正常终止, 则为真. 此时可执行 WEXITSTATUS(status): 取子进程传送给exit或_exit参数的低8位. WIFSIGNALED(status): 若为异常终止, 则为真.此时可执行 WTERMSIG(status): 取使子进程终止的信号编号. WIFSTOPPED(status): 若为当前暂停子进程, 则为真. 此时可执行 WSTOPSIG(status): 取使子进程暂停的信号编号 注:(网上看到的感觉方法很好,推荐) 如果用在父进程用wait()和waitpid()会使父进程挂起,解决的办法: (1).可以用signal函数为SIGCHLD安装handler。在子进程结束后,父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收。 (2).如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收,并不再给父进程发送信号。 (3).fork两次,父进程fork一个子进程,然后继续工作,子进程fork一个孙进程后退出,那么孙进程被init接管,孙进程结束后,init会回收。不过子进程的回收还要自己做

    四、程序执行—exec族

    execl:执行命令;函数功能:运行可执行命令;函数原型:int execl(const char *path, const char *arg, …);函数头文件:《unistd.h》函数返回值:成功:则不返回值;

    失败:返回-1, 失败原因存于errno中;

    函数参数:

    函数说明:execl()用来执行参数path字符串所代表的文件路径, 接下来的参数代表执行该文件时传递的argv[0],argv[1]…..最后一个参数必须用空指针NULL作结束。

    例子: int main( int argc , char **argv ) { pid_t pid = fork() ; if( pid == 0 ) { printf("pid is son --: %d",pid ) ; execl("/bin/ls","ls","/home/nan/",NULL) ;//之后的代码不会再继续执行下去。 printf("end\n") ;//这里不会执行到 exit(0) ; } else if( 0<pid ) { wait(NULL) ;//等待子程序运行结束 printf( "pid is %d \n" , pid ) ; exit(0) ; } return 0 ; }
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